第6章 實(shí)體聯(lián)系模型

1、1數(shù)據(jù)庫原理數(shù)據(jù)庫原理n宋安平宋安平n上海大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院上海大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院nAn第7周 GGG2第第6章章 實(shí)體聯(lián)系模型實(shí)體聯(lián)系模型 3n數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。 但現(xiàn)實(shí)但現(xiàn)實(shí)世界總是先抽象成信息世界世界總是先抽象成信息世界,然后才能轉(zhuǎn)化為數(shù)然后才能轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)世界。據(jù)世界。 信息世界是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象。信息世界是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象。 因此因此,信息世界不可能等價(jià)于現(xiàn)實(shí)世界。信息世界不可能等價(jià)于現(xiàn)實(shí)世界。n信息世界中的數(shù)據(jù)模型又稱為概念模型。信息世界中的數(shù)據(jù)模型又稱為概念模型。 作為作為從現(xiàn)實(shí)世界到其他數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換的中間模型從現(xiàn)實(shí)世界到其他數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換的

2、中間模型,概概念模型不考慮數(shù)據(jù)的操作念模型不考慮數(shù)據(jù)的操作,而只是用比較有效、而只是用比較有效、 自然的方式描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系。自然的方式描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系。n在設(shè)計(jì)概念模型時(shí)在設(shè)計(jì)概念模型時(shí),最著名、最實(shí)用的是最著名、最實(shí)用的是P.P.S.Chen于于1976年提出的年提出的“實(shí)體實(shí)體聯(lián)系模型聯(lián)系模型”（EntityRelationship Approach,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱ER模型）。模型）。2021-11-224 n實(shí)體實(shí)體n聯(lián)系聯(lián)系n屬性屬性5一、實(shí)體n實(shí)體是客觀存在、可以相互區(qū)分的實(shí)體是客觀存在、可以相互區(qū)分的事物。事物。n實(shí)體集是具有相同類型及相同性質(zhì)實(shí)體集是具有相同類型及

3、相同性質(zhì)（屬性）的實(shí)體集合。（屬性）的實(shí)體集合。6二、聯(lián)系n聯(lián)系集是指同類聯(lián)系的集合。聯(lián)系集是指同類聯(lián)系的集合。n在在ER模型中模型中,用矩形框表示實(shí)體集用矩形框表示實(shí)體集,矩矩形框中寫上實(shí)體名形框中寫上實(shí)體名,用橢圓表示屬性用橢圓表示屬性,橢橢圓中標(biāo)上屬性名圓中標(biāo)上屬性名,實(shí)體的主碼用下劃線實(shí)體的主碼用下劃線表示。表示。 7三、屬性n事物是有特性的。反映在實(shí)體上，就是事物是有特性的。反映在實(shí)體上，就是實(shí)體的屬性。一個(gè)實(shí)體具有有限個(gè)屬性，實(shí)體的屬性。一個(gè)實(shí)體具有有限個(gè)屬性，也可以說是這些屬性的總和組成了這個(gè)也可以說是這些屬性的總和組成了這個(gè)實(shí)體。實(shí)體。n例如實(shí)體集職工可用例如實(shí)體集職工可用ER

4、模型表示模型表示,如圖如圖6 1 所示。所示。8圖圖61 職工的職工的ER模型表示模型表示 性別年齡姓名職稱職工號(hào)職工9n基本屬性和復(fù)合屬性基本屬性和復(fù)合屬性n單值屬性和多值屬性單值屬性和多值屬性n導(dǎo)出屬性導(dǎo)出屬性n空值空值10一、基本屬性和復(fù)合屬性n基本屬性：不可再分割的屬性?；緦傩裕翰豢稍俜指畹膶傩?。例如：性別、年齡等。例如：性別、年齡等。n復(fù)合屬性：可再分解為其他屬性復(fù)合屬性：可再分解為其他屬性的屬性。例如：郵政編碼等。的屬性。例如：郵政編碼等。11二、單值屬性和多值屬性n單值屬性：同單值屬性：同一實(shí)體的屬性一實(shí)體的屬性只能取一個(gè)值。只能取一個(gè)值。例如：年齡等。例如：年齡等。n多值屬性

5、：同多值屬性：同一實(shí)體的屬性一實(shí)體的屬性可能取多個(gè)值?？赡苋《鄠€(gè)值。例如：一個(gè)人例如：一個(gè)人的學(xué)位等。的學(xué)位等。零件零件編碼編碼零零 件件零件零件名名供應(yīng)供應(yīng)商商規(guī)格規(guī)格進(jìn)貨進(jìn)貨價(jià)格價(jià)格銷售價(jià)銷售價(jià)格格12三、導(dǎo)出屬性n導(dǎo)出屬性：通過具有相互依賴的屬性推導(dǎo)出屬性：通過具有相互依賴的屬性推導(dǎo)而產(chǎn)生的屬性。例如，人的出生年份導(dǎo)而產(chǎn)生的屬性。例如，人的出生年份可以從年齡推導(dǎo)出來?？梢詮哪挲g推導(dǎo)出來。13四、空值n當(dāng)實(shí)體在某個(gè)屬性上沒有值時(shí)應(yīng)使用空當(dāng)實(shí)體在某個(gè)屬性上沒有值時(shí)應(yīng)使用空值（值（Null）。例如：剛?cè)雽W(xué)的研究生沒）。例如：剛?cè)雽W(xué)的研究生沒有導(dǎo)師姓名等。有導(dǎo)師姓名等。14n聯(lián)系的元數(shù)聯(lián)系的元數(shù)

6、n聯(lián)系的連通詞聯(lián)系的連通詞n聯(lián)系的基數(shù)聯(lián)系的基數(shù)15一、聯(lián)系的元數(shù)n一個(gè)聯(lián)系涉及到的實(shí)體集的個(gè)數(shù)，稱為一個(gè)聯(lián)系涉及到的實(shí)體集的個(gè)數(shù)，稱為聯(lián)系的元數(shù)或度數(shù)。聯(lián)系的元數(shù)或度數(shù)。n實(shí)體間的聯(lián)系有三種：實(shí)體間的聯(lián)系有三種：u同一實(shí)體集中各實(shí)體之間的聯(lián)系同一實(shí)體集中各實(shí)體之間的聯(lián)系( (一元聯(lián)一元聯(lián)系系) )。圖圖 6 4 u兩個(gè)實(shí)體集中各實(shí)體之間的聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體集中各實(shí)體之間的聯(lián)系( (兩元聯(lián)兩元聯(lián)系系) )。圖圖 6 2 u三個(gè)實(shí)體集中各實(shí)體之間的聯(lián)系三個(gè)實(shí)體集中各實(shí)體之間的聯(lián)系( (三元聯(lián)三元聯(lián)系系) )。圖圖 6 3 16職工參加項(xiàng)目mn圖圖 6 2 二元聯(lián)系二元聯(lián)系 學(xué)學(xué) 校校有有 正校長(zhǎng)正校長(zhǎng)

7、11 班班 級(jí)級(jí)組組 成成 學(xué)學(xué) 生生1N17演員簽約電影m1制片公司n圖圖 6 3 三元聯(lián)系三元聯(lián)系 收銀員收銀員商品商品 顧顧 客客銷銷售售數(shù)量數(shù)量NPM18職工領(lǐng)導(dǎo)n1圖圖 6 4 一元聯(lián)系一元聯(lián)系 運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)員名次名次11 零件零件組組成成MN數(shù)量19二、聯(lián)系的連通詞n聯(lián)系涉及到的實(shí)體集之間實(shí)體對(duì)應(yīng)的聯(lián)系涉及到的實(shí)體集之間實(shí)體對(duì)應(yīng)的方式，稱為聯(lián)系的連通詞。方式，稱為聯(lián)系的連通詞。n實(shí)體間連通詞有三種情況：實(shí)體間連通詞有三種情況：圖圖65 u一對(duì)一一對(duì)一 （1 1：1 1）u一對(duì)多一對(duì)多 （1 1：N N）u多對(duì)多多對(duì)多 （M M：N N）20實(shí)體型 A聯(lián)系名實(shí)體型 B11AB實(shí)體型 A

8、聯(lián)系名實(shí)體型 B1n實(shí)體型 A聯(lián)系名實(shí)體型 Bmn(a)(b)(c)ABAB 圖圖65 兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系(a)一對(duì)一聯(lián)系；一對(duì)一聯(lián)系；(b)一對(duì)多聯(lián)系；一對(duì)多聯(lián)系；(c)多對(duì)多聯(lián)系多對(duì)多聯(lián)系 21三、聯(lián)系的基數(shù) n有兩個(gè)實(shí)體集有兩個(gè)實(shí)體集E1E1和和E2E2， E1E1中每個(gè)實(shí)中每個(gè)實(shí)體與體與E2E2中有聯(lián)系實(shí)體數(shù)目的最小值中有聯(lián)系實(shí)體數(shù)目的最小值MaxMax和最大值和最大值MinMin，稱為，稱為E1E1的基數(shù)，用的基數(shù)，用（ MinMin，Max Max ）表示。）表示。22 聯(lián)系的基數(shù)：聯(lián)系的基數(shù)： 有兩個(gè)實(shí)體集有兩個(gè)實(shí)體集E1E1和和E2E2，E1E1中的每個(gè)實(shí)

9、體與中的每個(gè)實(shí)體與E2E2中有聯(lián)系實(shí)體數(shù)目的中有聯(lián)系實(shí)體數(shù)目的最小值最小值MinMin和最大值和最大值MaxMax，稱為，稱為E1E1的基數(shù)，用（的基數(shù)，用（Min,Max Min,Max ）表示。）表示。 例：規(guī)定每個(gè)學(xué)生每個(gè)學(xué)例：規(guī)定每個(gè)學(xué)生每個(gè)學(xué)期至少選修期至少選修1 1門課程，最多門課程，最多選修選修6 6門課程門課程; ;每門課程最每門課程最多多9090個(gè)學(xué)生個(gè)學(xué)生, ,可以沒人選?？梢詻]人選。 每位教師最多教授每位教師最多教授3 3門課門課也可不上課；每門課程必也可不上課；每門課程必須有一位老師上。須有一位老師上。 學(xué)學(xué) 生生 選選課課 課課 程程M(1,6)(0,90)N 教教

10、師師講講 授授 課程課程N(yùn)1(0,3)1(0,3)(1,1)N23n依賴聯(lián)系和弱實(shí)體依賴聯(lián)系和弱實(shí)體n子類和超類子類和超類24一、依賴聯(lián)系和弱實(shí)體 n一個(gè)實(shí)體的存在必須以另外實(shí)體的存在一個(gè)實(shí)體的存在必須以另外實(shí)體的存在為前提。例如：職工和家屬。為前提。例如：職工和家屬。n一個(gè)實(shí)體對(duì)于另一些實(shí)體具有很強(qiáng)的依一個(gè)實(shí)體對(duì)于另一些實(shí)體具有很強(qiáng)的依賴聯(lián)系，而且該實(shí)體主鍵的部分或全部賴聯(lián)系，而且該實(shí)體主鍵的部分或全部從其父實(shí)體中獲得，稱該實(shí)體為弱實(shí)體。從其父實(shí)體中獲得，稱該實(shí)體為弱實(shí)體。顧顧 客客地地 址址通通 訊訊 職職 工工社會(huì)關(guān)系社會(huì)關(guān)系存在存在11NN25二、子類和超類 n當(dāng)較低層上的實(shí)體類型表達(dá)

11、了與之聯(lián)系當(dāng)較低層上的實(shí)體類型表達(dá)了與之聯(lián)系的較高層上的實(shí)體類型的特殊情況時(shí)，的較高層上的實(shí)體類型的特殊情況時(shí)，就稱較高層上的實(shí)體類型為超類型，較就稱較高層上的實(shí)體類型為超類型，較低層上的實(shí)體類型為子類型。低層上的實(shí)體類型為子類型。n性質(zhì)：性質(zhì)：u子類實(shí)體繼承超類實(shí)體的所有屬性。子類實(shí)體繼承超類實(shí)體的所有屬性。u繼承性是通過子類和超類相同的實(shí)體標(biāo)繼承性是通過子類和超類相同的實(shí)體標(biāo)識(shí)符實(shí)現(xiàn)。識(shí)符實(shí)現(xiàn)。26例例: : 學(xué)校人事系統(tǒng)中實(shí)體之間的聯(lián)系可用下圖表示學(xué)校人事系統(tǒng)中實(shí)體之間的聯(lián)系可用下圖表示人員人員教師教師 學(xué)生學(xué)生本科生本科生研究生研究生2728一、 ER模型實(shí)例 n例例1 企業(yè)職工管理中

12、企業(yè)職工管理中,需要涉及的功能有：需要涉及的功能有： n 人事處對(duì)職工的檔案和部門進(jìn)行管理人事處對(duì)職工的檔案和部門進(jìn)行管理,包括職工基本情況包括職工基本情況,部門的基本情況以及部門的基本情況以及各種職稱、各種職稱、 職務(wù)的管理；職務(wù)的管理； n 財(cái)務(wù)處管理職工的工資情況；財(cái)務(wù)處管理職工的工資情況； n 科研處管理項(xiàng)目、科研處管理項(xiàng)目、 職工參加項(xiàng)目的情職工參加項(xiàng)目的情況。況。 29職稱職務(wù)任職職工性別年齡工資職工號(hào)分工部門部門號(hào)名稱電話負(fù)責(zé)人任職日期代號(hào)名稱津貼面積姓名nm1n圖圖 6 6 人事管理局部人事管理局部ER模型模型 30姓名性別年齡職工號(hào)工資工資號(hào)基本工資保險(xiǎn)實(shí)發(fā)工資補(bǔ)貼職工擁有1

13、1圖圖 6 7 工資管理局部工資管理局部ER模型模型 31職工性別年齡職務(wù)職工號(hào)參加項(xiàng)目項(xiàng)目號(hào)名稱起始鑒定日期起始日期姓名nm 圖圖 6 8 項(xiàng)目管理局部項(xiàng)目管理局部ER模型模型 32擁有工資補(bǔ)貼基本工資保險(xiǎn)實(shí)發(fā)工資職工性別年齡職工號(hào)分工部門部門號(hào)名稱電話負(fù)責(zé)人任職任職日期代號(hào)名稱津貼面積參加項(xiàng)目項(xiàng)目號(hào)名稱起始鑒定日期起始日期姓名工資號(hào)職稱職務(wù)m1nn1mn1圖圖 6 9 合并后的全局初步合并后的全局初步ER模型模型 33二、 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化 n(1) 將每一個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模將每一個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式式,實(shí)體集的屬性轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性實(shí)體集的屬性轉(zhuǎn)換成關(guān)系的屬性,實(shí)實(shí)體集

14、的碼即對(duì)應(yīng)關(guān)系的碼。體集的碼即對(duì)應(yīng)關(guān)系的碼。 n本例中將生成如下三個(gè)關(guān)系模式：本例中將生成如下三個(gè)關(guān)系模式： n職工（職工號(hào)職工（職工號(hào),姓名姓名,性別性別,年齡年齡,工資）工資）n部門（部門號(hào)部門（部門號(hào),名稱名稱,電話電話,負(fù)責(zé)人）負(fù)責(zé)人）n 職稱職務(wù)（代號(hào)職稱職務(wù)（代號(hào),名稱名稱,津貼津貼,住房面積住房面積）34二、 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化 n(2) 將每個(gè)聯(lián)系集轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。將每個(gè)聯(lián)系集轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。 對(duì)于給定的對(duì)于給定的聯(lián)系聯(lián)系R,由它所轉(zhuǎn)換的關(guān)系具有以下屬性：由它所轉(zhuǎn)換的關(guān)系具有以下屬性： n 聯(lián)系聯(lián)系R單獨(dú)的屬性都轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性；單獨(dú)的屬性都轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性； n 聯(lián)

15、系聯(lián)系R涉及到的每個(gè)實(shí)體集的碼屬性（集）轉(zhuǎn)涉及到的每個(gè)實(shí)體集的碼屬性（集）轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性。換為該關(guān)系的屬性。 轉(zhuǎn)換后關(guān)系的碼有以下幾種轉(zhuǎn)換后關(guān)系的碼有以下幾種情況：情況： u若聯(lián)系若聯(lián)系R為為1 1聯(lián)系聯(lián)系,則每個(gè)相關(guān)實(shí)體的碼均可作則每個(gè)相關(guān)實(shí)體的碼均可作為關(guān)系的候選碼；為關(guān)系的候選碼； u若聯(lián)系若聯(lián)系R為為1 n聯(lián)系聯(lián)系,則關(guān)系則關(guān)系1中的碼作為中的碼作為n端實(shí)體端實(shí)體的外碼；的外碼； u若聯(lián)系若聯(lián)系R為為m n聯(lián)系聯(lián)系,則關(guān)系的碼為相關(guān)實(shí)體碼的則關(guān)系的碼為相關(guān)實(shí)體碼的組合。組合。35二、 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化 n根據(jù)此規(guī)則根據(jù)此規(guī)則,由聯(lián)系轉(zhuǎn)換來的關(guān)系模式為：由聯(lián)系轉(zhuǎn)換來的關(guān)系模式

16、為： n分工（分工（職工號(hào)職工號(hào),部門號(hào)）部門號(hào)）n任職（任職（職工號(hào)職工號(hào),代號(hào)代號(hào),任職日期）任職日期）n(3) 根據(jù)具體情況根據(jù)具體情況,把具有相同碼的多個(gè)關(guān)系模式把具有相同碼的多個(gè)關(guān)系模式合并成一個(gè)關(guān)系模式。合并成一個(gè)關(guān)系模式。 具有相同碼的不同關(guān)系模具有相同碼的不同關(guān)系模式式,從本質(zhì)上描述的是同一實(shí)體集從本質(zhì)上描述的是同一實(shí)體集,因此可以合并。因此可以合并。 合并后的關(guān)系包括兩關(guān)系的所有屬性合并后的關(guān)系包括兩關(guān)系的所有屬性,這樣可以節(jié)這樣可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。省存儲(chǔ)空間。 如本例中的職工關(guān)系和分工關(guān)系如本例中的職工關(guān)系和分工關(guān)系,可以合并為下面同一個(gè)關(guān)系模式：可以合并為下面同一個(gè)關(guān)系模式

17、： n職工（職工（職工號(hào)職工號(hào),姓名姓名,性別性別,年齡年齡,工資工資,部門號(hào)）部門號(hào)）36n例例2 某體育運(yùn)動(dòng)錦標(biāo)賽有來自世界各國(guó)運(yùn)動(dòng)員組成的某體育運(yùn)動(dòng)錦標(biāo)賽有來自世界各國(guó)運(yùn)動(dòng)員組成的體育代表團(tuán)參賽各類比賽項(xiàng)目。下圖為該錦標(biāo)賽各代體育代表團(tuán)參賽各類比賽項(xiàng)目。下圖為該錦標(biāo)賽各代表團(tuán)、運(yùn)動(dòng)員、比賽項(xiàng)目、比賽情況的一個(gè)表團(tuán)、運(yùn)動(dòng)員、比賽項(xiàng)目、比賽情況的一個(gè)ERER圖，試圖，試設(shè)計(jì)該數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式集。設(shè)計(jì)該數(shù)據(jù)庫的關(guān)系模式集。 M運(yùn) 動(dòng) 員項(xiàng) 目參賽代表團(tuán)組成國(guó)家名運(yùn)動(dòng)員號(hào)年齡姓名性別團(tuán)長(zhǎng)項(xiàng)目號(hào)比賽時(shí)間項(xiàng)目名比賽場(chǎng)地成 績(jī)1NM37n例例3 某公司人事管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包括部門、崗位、某公司人事管理

18、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包括部門、崗位、職工、技能和工資等方面的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)假定：一個(gè)部職工、技能和工資等方面的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)假定：一個(gè)部門設(shè)立若干崗位，一個(gè)崗位只屬于一個(gè)部門；一個(gè)門設(shè)立若干崗位，一個(gè)崗位只屬于一個(gè)部門；一個(gè)職工只在一個(gè)崗位上任職，一個(gè)崗位只聘任一個(gè)職職工只在一個(gè)崗位上任職，一個(gè)崗位只聘任一個(gè)職工；一個(gè)職工可以參加多門技能的考核，不同職工工；一個(gè)職工可以參加多門技能的考核，不同職工可以參加同一技能的考核；職工包括工號(hào)、姓名、可以參加同一技能的考核；職工包括工號(hào)、姓名、性別、出生年月和文化程度等屬性；每個(gè)職工有簡(jiǎn)性別、出生年月和文化程度等屬性；每個(gè)職工有簡(jiǎn)歷，包括起迄時(shí)間、從事工作和證明人；每個(gè)職工

19、歷，包括起迄時(shí)間、從事工作和證明人；每個(gè)職工有一份工資，工資由基本工資、級(jí)別工資、工齡工有一份工資，工資由基本工資、級(jí)別工資、工齡工資、養(yǎng)老金、失業(yè)保險(xiǎn)金、公積金和納稅組成。資、養(yǎng)老金、失業(yè)保險(xiǎn)金、公積金和納稅組成。n1 1按題意并補(bǔ)充適當(dāng)?shù)膶傩裕O(shè)計(jì)出按題意并補(bǔ)充適當(dāng)?shù)膶傩?，設(shè)計(jì)出ERER圖。圖。n2 2將此將此ERER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并注明關(guān)系模式的主圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并注明關(guān)系模式的主鍵和外鍵。鍵和外鍵。n3 3用用SQLSQL創(chuàng)建其中一個(gè)關(guān)系模式，并向其中插入一創(chuàng)建其中一個(gè)關(guān)系模式，并向其中插入一個(gè)元組。個(gè)元組。38n例例4 今要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其中包括系的系號(hào)、系名、地點(diǎn)和今要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其中包括系的系號(hào)、系名、地點(diǎn)和電話，教師的職工號(hào)、姓名、性別和職稱，班的班號(hào)、專業(yè)、電話，教師的職工號(hào)、姓名、性別和職稱，班的班號(hào)、專業(yè)、班主任和班長(zhǎng)，社團(tuán)的名稱、成立年份、地點(diǎn)和理事長(zhǎng)，學(xué)班主任和班長(zhǎng)，社團(tuán)的名稱、